近期，由丹麥技術大學協調的14個合作伙伴組成的Blades2Build項目開始運行。該項目從2023年1月開始，為期三年，項目由歐盟通過歐盟委員會提供資金，名為HORIZON-CL5-2022-D3-01-02，旨在展示創新材料、供應周期和回收技術，以提高風能技術的整體循環性，減少關鍵原材料的使用，并將探索風力渦輪機葉片制造過程中產生的廢棄物的循環利用方案。

艾爾姆和GE可再生能源將帶來循環性、風電場管理方面的專業知識，并將支持推廣退役葉片和葉片制造廢棄物循環解決方案。其他合作伙伴包括Acciona、Holcim、雅典國家技術大學、埃因霍芬理工大學、亞琛工業大學、ELDAN、RENAO、Cespa、PreZero、ENDESA和全球可持續發展咨詢公司。

此外，該項目將探索循環利用策略，以保護資源并延長復合材料組件在相關行業的使用壽命。據了解，項目內容包括在西班牙建造一座大型工業示范工廠，將廢棄物轉化為新的建筑解決方案，如混凝土、骨料或干砂漿。

 

風機葉片回收：行業之困

首款商業化的可回收風機葉片

 

2021年7月，西門子歌美颯（Siemens Gamesa）在其啟動的“可持續發展愿景”戰略中宣布了其設定的凈零目標，包括重新設計其所有風電機組，以確保到2040年銷售的風電機組實現100%可回收，并在2030年之前將完全可回收的葉片投放到市場，并承諾提前10 年（2040 年）實現凈零排放，包括其供應鏈的排放。

 

同年9月份，西門子歌美颯宣稱，推出了一款名為“RecyclableBlade”的可回收葉片。西門子歌美颯稱其為“世界上首款可商業化推廣的完全可回收風機葉片”，通過簡易降解程序回收葉片復合材料，再次投入風機葉片制造流程。西門子歌美颯位于英國的葉片工廠生產了這種葉片。

圖片說明：Kaskasi風電場裝機容量342兆瓦，由38臺西門子歌美颯 SG 8.0-167 DD Flex海上風機組成，單機容量接近9兆瓦，其中三臺配備了西門子歌美颯的完全可回收葉片。

“零廢棄物葉片研究”項目

 

法國儒勒凡爾納研究中心（IRT Jules Verne）于2020年宣布啟動“零廢棄物葉片研究”（Zero wastE Blade ReseArch, ZEBRA）項目，其目的是全面展示熱塑性樹脂風電葉片的技術、經濟性和環境相關特性，并采用生態設計（eco-design）的方法促進葉片的回收。ZEBRA項目周期為42個月，總預算1850萬歐元，成員還包括阿科瑪、CANOE、Engie、LM Wind Power、歐文斯科寧等企業。

 

2022年3月，ZEBRA團隊成功研制出100%可回收葉片的原型。這支葉片采用阿科瑪的熱塑樹脂Elium制作而成，通過特殊的化學分解方法，便可以把樹脂完全解聚，并將樹脂與玻璃纖維分離，轉化為新的原始樹脂與高模量玻璃纖維，以供循環再造。

GE可再生能源旗下艾爾姆公司（LM Wind Power）在其西班牙Ponferrada 工廠設計并制造了全球最大的熱塑性樹脂風電葉片。在聯盟合作伙伴的子部件級工藝試驗支持下，團隊進行了近一年的材料開發和測試。

LM風力發電公司的員工在西班牙卡斯特隆的風力渦輪機葉片上工作。圖片來源：尼卡諾·加西亞Nicanor Garcia

圖片說明：ZEBRA團隊成功制造出可回收葉片，通過化學處理實現100%回收，解聚材料轉化為原始樹脂，重新再造成其他產品，有助實現百分百零廢棄（Zero-waste）風機的目標。（圖片來源：LM Wind Power官網）

維斯塔斯的另類路線

應用于可回收葉片的新材料

ACT Blade公司則另辟蹊徑，利用帆船產業使用的織物工藝取代傳統風機葉片使用的玻璃纖維，不僅能夠有效降低葉片重量，更能增加葉片的捕風能力，增強風機發電能力。

ACT Blade 公司首席執行官 Sabrina Malpede 博士介紹說：“ACT葉片是一種由張緊的紡織物材料覆蓋的風電葉片，它可以主動改變形狀，以控制葉片的載荷。比傳統的葉片要輕 32％，這使得它可以增加10％的長度，相應地可提升9％的發電量。這種創新性葉片，對市場極具‘殺傷力’，它不僅重量輕，模塊化程度也高，可以使用并行制造技術生產。這將大大降低制造成本。”

這是一款重量更輕、成本更低又具有高效率的葉片，且易于回收。據悉，Enel Green Power公司已安裝了三個該款新型葉片進行了測試檢驗。

我國葉片可回收領域成績斐然

 

在我國，廢棄風機葉片的總量也不容小覷。根據中國可再生能源學會風能專委會統計，2020年，我國退役風機葉片產生了約900噸復合材料固體廢物；預計到2025年將接近5800噸，到2028年甚至可能達到7.4萬噸。近年來，我國多部門印發了相關政策指導文件，多次強調將推進風機葉片等新型固廢物的回收利用。

本刊曾發表《專訪侯相林研究員：破解熱固材料回收難題，“退役”風機變廢為寶》一文，介紹了侯相林團隊的定向解聚法——通過特定的溶劑及催化劑體系相匹配，在溫和條件下選擇性斷裂酯鍵，回收降解產物雙酚A二甘油醚、甲基四氫鄰苯二甲酸，以及復合材料中的碳纖維等，實現酸酐固化環氧樹脂基復合材料的全組分回收。

去年7月，金風科技表示，在其碳中和智慧園區內落成了采用3D打印技術建造的景觀花壇，使用的材料正是退役風機的葉片粉碎顆粒。成品花壇的葉片固廢利用率可達到30%以上。

今年3月，時代新材與上緯新材合作使用EzCiclo可回收熱固性樹脂的TMT86A型葉片在湖南成功下線。該葉片長86米，是上緯新材EzCiclo可回收熱固性樹脂首次完成大葉型葉片試制的全新突破，不僅是國內第一款可回收樹脂葉片，也是全球第一款可回收熱固性樹脂葉片。

上緯全新研發的可應用于風機葉片的“EzCiclo易可收”可回收熱固性環氧樹脂，目前可在葉片的殼體、大梁、腹板及葉片部件中實現應用。由“EzCiclo易可收”制成的風電葉片復合材料部件，到了使用年限可回收降解，經過“CleaVER可立解”技術將廢棄物變成為回收纖維及寡聚物，回收纖維可整理后再利用，再次制成玻璃纖維及碳纖維復合材料，整個降解回收過程簡易、低碳，復合材料回收率可達≥95%。

一周后，明陽智能與上緯新材合作使用EzCiclo可回收熱固性樹脂葉片在內蒙古成功下線。該葉片為全球首支搭載可回收環氧拉擠板材及可回收夾芯材料的大型葉片。

時代新材風電事業部開發中心副主任陳煌表示：上緯EzCiclo可回收熱固性樹脂材料，是一種節能低碳可循環的新產品，增加了材料重復利用和再循環的可能性。上緯在時代新材實現目標過程中提供了優質和可靠的產品解決方案，時代新材也希望通過上緯的高品質先進環保原材料供應支持，攜手為客戶提供更多優質的解決方案，助力中國風電產業再上新臺階。